Obiettivi formativi
1) Conoscenza e comprensione
Il modulo di Applicazioni Industriali Elettriche fornirà agli studenti agli studenti dei corsi non-elettrici una conoscenza di base:
- del comportamento dei sistemi elettrici in condizioni stazionarie, quasi stazionarie e in transitorio;
- dei sistemi elettromeccanici;
- delle tecniche di analisi dei circuiti elettrici lineari;
- dei concetti di potenza attiva e reattiva in regime periodico;
- del comportamento energetico dei sistemi elettrici;
- del comportamento dei circuiti magnetici in condizione di linearità.
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente che avrà frequentato e superato l’esame finale sarà in grado di:
- affrontare l’analisi e la sintesi delle reti e dei sistemi elettrici elementari; interpretare gli schemi di base degli impianti elettrici;
- dimensionare il rifasamento degli impianti elettrici;
- riconoscere e utilizzare i principali strumenti di misura delle grandezze elettriche.
Prerequisiti
Lo studente deve mostrare familiarità con gli insegnamenti di base impartiti nei primi anni del corso di laurea
(Analisi matematica 1, Analisi matematica 2, Fisica generale 1, Fisica generale 2).
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si propone di fornire allo studente i criteri generali per analizzare il comportamento dei circuiti elettrici impiegati per le applicazioni industriali. Perciò, durante lo svolgimento del corso sono proposte lezioni sui seguenti argomenti:
a) Sistemi elettrici in regime stazionario
b) Sistemi elettrici in regime quasi stazionario (sinusoidale)
c) Sistemi elettrici in regime dinamico.
d) Circuiti magnetici.
Programma esteso
> Introduzione all'Elettrotecnica (2 ore)
* Elettrotecnica ed Elettronica
* Modelli, metodologie di analisi e sistemi di rappresentazione
* Motivazioni in Meccanica e Informatica
* Questioni logistiche del corso
> Reti in continua - Introduzione (2 ore)
* Grandezze fondamentali
- Carica e densità di carica
- Campo elettrico, potenziale, tensione
- Corrente e densità di corrente
- Conducibilità e resistività
* Leggi di Ohm
- Prima legge di Ohm
- Seconda legge di Ohm
* Modelli dei componenti
- Generatori
- Resistori
- Condensatori
- Induttori
- Convenzioni (utilizzatore, generatore)
> Reti in continua - Metodi 1 (2 ore)
* Da Maxwell a Kirchhoff
- Maglie e nodi
- KVL e KCL
- Cenni alla derivazione dalle equazioni di Maxwell
* Metodi di analisi
- Analisi ai nodi
* Esercizi
> Reti in continua - Metodi 2 (2 ore)
* Metodi di analisi
- Analisi alle maglie
* Esercizi
> Reti in continua - Metodi 3 (2 ore)
* Esercizi
> Reti in continua - Metodi 4 (2 ore)
* Esercizi
> Reti in continua - Teoremi 1 (2 ore)
* Teoremi delle reti
- Linearità
- Sovrapposizione degli effetti
* Esercizi
> Reti in continua - Teoremi 2 (2 ore)
* Teoremi delle reti
- Teorema di Thevenin
- Teorema di Norton
* Esercizi
> Reti in continua - Applicazioni 1 (2 ore)
* Applicazioni
- Resistenze in serie e in parallelo
- Partitori di tensione e di corrente
* Esercizi
> Reti in continua - Applicazioni 2 (2 ore)
* Applicazioni
- Teorema di Millman
- Strumenti di misura
* Esercizi
> Reti in stato stazionario sinusoidale - Fasori (2 ore)
* Fasori
* Impedenza e ammettenza
* Esercizi
> Reti in stato stazionario sinusoidale - Risonanza (2 ore)
* Risonanza e antirisonanza
* Esercizi
> Reti in stato stazionario sinusoidale - Potenza 1 (2 ore)
* Potenza
* Esercizi
> Reti in stato stazionario sinusoidale - Potenza 2 (2 ore)
* Adattamento d'impedenza
* Rifasamento
* Esercizi
> Reti in stato stazionario sinusoidale - Sistemi polifase (2 ore)
* Sistemi polifase
* Potenza nei sistemi trifase
* Esercizi
> Reti in transitorio 1 (2 ore)
* Transitori del primo ordine
* Risposta autonoma e risposta forzata
* Esercizi
> Reti in transitorio 2 (2 ore)
* Transitori del secondo ordine
* Risposta autonoma e risposta forzata
* Esercizi
> Macchine elettriche 1 (2 ore)
* Definizione delle grandezze magnetiche
- Campo magnetico
- Induzione magnetica
- Forza magneto-motrice
- Flusso e flusso concatenato
- Induttanza e riluttanza
* Legge di Hopkinson
* Esercizi
> Macchine elettriche 2 (2 ore)
* Circuiti accoppiati magneticamente
* Trasformatori
* Esercizi
> Macchine elettriche 3 (2 ore)
* Trasformatori (continua)
* Cenni su motori e generatori
> Esercitazioni (8 ore)
Bibliografia
Lo studente può far riferimento ai seguenti testi per la preparazione dell’esame:
• G. Rizzoni “Elettrotecnica principi e applicazioni” McGraw-Hill
• G. Fabricatore, “Elettrotecnica ed applicazioni”, Ed. Liguori.
Oltre a questi libri, per lo studio, gli studenti potranno utilizzare le note di quanto esposto durante le lezioni e le esercitazioni, che saranno resi disponibili sulla piattaforma Elly.
Metodi didattici
Il modulo di Applicazioni Industriali Elettriche prevede 6 crediti formativi, che corrispondono a 48 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali alternate a esercitazioni in aula. Durante le lezioni frontali saranno affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi.
Le note proiettate e gli eventuali appunti utilizzati a supporto delle lezioni saranno caricati sulla piattaforma Elly. Per l’accesso a questo materiale è necessaria l’iscrizione al corso on line.
Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, unico strumento di comunicazione impiegato per il contatto diretto docente/studente. Su tale piattaforma vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione, che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.
Modalità verifica apprendimento
L'esame del primo modulo del corso consiste in una prova scritta, che ha come oggetto gli argomenti trattati nel programma. La prova è composta sia da esercizi sulla soluzione dei circuiti che da domande sugli argomenti teorici trattati all'interno del corso.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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